專用無線通信系統異地容災研究

彭盼盼 張松軼

摘要：介紹軌道交通領域專用無線通信系統的異地容災技術，描述異地容災系統的總體技術方案，并在此基礎上著重介紹異地容災的冗余設計、單點故障的處理方法和系統倒切方法，主要包括中心控制器冗余、基站雙歸屬、核心設備故障冗余、傳輸鏈路故障冗余、容災鏈路冗余、中心控制器設備故障倒切、中心控制核心設備鏈路故障倒切及控制中心主動倒切等內容。

關鍵詞：異地容災；冗余設計；基站雙歸屬；故障倒切

中圖分類號：TP391文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2018）09-63-2

Research on Off-site Disaster Recovery of Special Wireless Communication System

PENG Panpan， ZHANG Songyi（Hebei Far-east Communications System Engineering Co.， Ltd， Shijiazhuang Hebei 050002， China）

0引言

隨著我國城市化進程的飛速發展，作為城市的重要交通工具，地鐵的建設也在快速發展。地鐵專用無線通信系統是為車地之間無線通信提供技術支撐，是現代軌道交通通信系統的重要組成部分，對推動整個地鐵系統的安全穩定運行發揮著積極作用。在此背景下，通過在不同地方部署專用無線通信系統交換管理中心，實現異地容災功能，來提高專用無線通信系統的可靠性[1]，為運營和行車安全提供強有力的保障。

1總體技術方案

專用無線通信系統部署2套交換管理中心，并以主備方式工作。2個交換管理中心與全線基站通過傳輸網絡互聯互通。當主用交換管理中心故障退出服務時，全線基站可以倒切到另一個交換管理中心，實現異地容災。

專用無線通信系統異地容災方案組網如圖1所示。在主用控制中心和備用控制中心設置互為鏡像的2套交換管理中心設備。2套交換管理中心之間有3條傳輸鏈路，其中一條鏈路負責主備交換管理中心之間的數據冗余，另外2條鏈路負責主備交換管理中心與全線基站的傳輸冗余。系統中的基站通過傳輸網絡分別連接到主備交換管理中心。

2系統冗余設計

2.1中心控制器冗余

異地容災主要借助中心控制器中的高可用（HA）多節點群集中間件來實現，專用無線通信系統集群業務應用軟件通過HA中間件進行通信，HA中間件可實現的功能有：①靜態配置數據的雙向同步；②動態呼叫數據的雙向同步；③節點間狀態裁決及切換控制；④主用交換管理中心的中心控制器與備用交換管理中心的中心控制器兩兩冗余。

正常情況下，主用控制中心與備用控制中心的2套設備同時運行，互為備份。當主用控制中心的中心控制器出現故障時，HA中間件可立即感知到[2]，這時，備用中心的中心控制器會接管業務，保證系統正常運行，系統內的各個基站根據鏈路狀態探測，將業務倒切到備用中心的中心控制器上。

2.2基站雙歸屬

專用無線通信系統內的各個基站同時與主用、備用控制中心的中心控制器建立連接，如圖2所示。

各個基站會同時與主備控制中心設備建立連接[3]，但是只會向主用控制中心建立業務連接，進行業務通信。

3單點故障處理

主用控制中心和備用控制中心的核心設備及傳輸鏈路均采用冗余配置，能夠有效防止單點故障導致控制中心無法使用的情況，避免由于單點故障觸發整個控制中心切換。

3.1核心設備故障冗余

主備用控制中心內部的核心設備都是冗余配置的，當其中某一臺設備出現故障時，冗余設備能夠實時接替它的工作，保證業務正常進行。

主備用控制中心內部的核心設備是2個控制器，它們之間采用交叉連接，并同步主備狀態。當一條連接斷開時，能夠切換到另外一條連接上。當一架中心控制器設備故障時，另一架中心控制器可以實時接替工作，如圖3所示。

3.2傳輸鏈路故障冗余

專用無線通信系統中，各個基站到主備控制中心的傳輸鏈路采用雙環網方式，每個站點的基站設備和控制中心的接入設備分別連接到2條傳輸鏈路上。當一個傳輸環網出現故障的時候，業務能夠切換到另外一個傳輸環網上。當控制中心與某個傳輸環網的鏈路故障時，此時控制中心能夠切換到另一個傳輸環網的傳輸接入點上，通過另一個傳輸接入點進行業務通信，如圖4所示。

當基站與某個傳輸環網的鏈路故障時，此時基站能夠切換到另外一個環網的傳輸接入點上，通過另一個傳輸接入點進行業務通信[4]，如圖5所示。

3.3容災冗余鏈路故障

當主備控制中心之間鏈路中斷時，只會影響主備控制中心之間的業務通信，并不會影響主用控制中心的調度業務，由于主備用控制中心的調度臺、服務器等業務終端設備是冗余配置的，因此不會導致調度業務無法使用。上述故障情況只會影響備用控制中心的業務終端設備，當容災冗余鏈路恢復后，這些設備的業務能夠自動恢復。

4系統倒切過程

4.1控制中心核心設備故障倒切

當主用控制中心設備故障導致系統不可用時，備用控制中心檢測到該事件后，將會進行主備切換，切換為主用工作狀態[5]。各基站在檢測到與先前的主用控制中心鏈路故障后，會嘗試連接另一個控制中心，當發現備用控制中心的狀態已經切換為主用狀態時，將會把所有業務切換到新的控制中心。當備用控制中心控制器設備故障時，不會中斷系統業務，不會影響系統整體功能。

4.2中心控制核心設備鏈路故障倒切

當主用控制中心與2個傳輸系統鏈路均發生故障時，備用控制中心會檢測到該事件，并會進行主備切換操作，將自己切換為主用工作狀態。各基站在檢測到與先前的主用控制中心鏈路故障后，會嘗試連接另一個控制中心，當發現備用控制中心的狀態已經切換為主用狀態時，將會把所有業務切換到新的控制中心[6]。當備用控制中心與2個傳輸系統鏈路均發生故障時，此時主用控制中心還在正常工作，故備用控制中心鏈路故障時不會中斷系統業務，也不會影響系統的整體功能。

4.3控制中心主動倒切

專用無線通信系統可以在網管的控制下通過人工操作完成主備控制中心切換，如當主用控制中心需要升級或者維護時，可以通過網管將該中心的所有業務倒切到備用控制中心。

5結束語

隨著國內軌道交通的快速發展，安全高效的運營受到越來越多的關注，如何提升專用無線通信系統的可靠性是很多城市都在積極思考的一個問題。專用無線通信系統異地容災技術的出現和發展，為專用無線通信系統在城市軌道交通專網領域探索出一條新的應用之路。

參考文獻

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